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瓶坯中心 培训资料培训资料培训目的 通过对原料及注塑成型的基本原理的初步介绍，使大家进一步熟悉原材料的基本特性和注塑成型的基本原理、设备的性能、安全生产以及最基本的参数的调整、对简单缺陷处理方法、以控制质量，使我们开阔思路增加一个互相学习的机会，从而使设备、质量、生产、工艺等各方面发展有一个扎实基础的保证。一、原料（PET）的基础知识 PET（聚酯）的全称是聚对苯二甲酸乙二醇酯，是一种中高分子量（2500050000）长链型聚合物，其高分子（3100050000）常被用来制造双向拉伸的瓶子即通常所讲的瓶用（PET）。该树脂是一种圆柱形或平行六面体立方状态，体积为3440mm3为一种半结晶态物体。根据不同牌号的原料其玻璃化温度为75oC80oC左右，其熔融温度在250oC，其加工温度在260oC290oC之间。此三个温度指标通常用于该PET的拉伸加热温度、塑化温度及机器、模具温度的设定参数。PET为亲水性物质，其熔融状态时遇水分时将加速降解。因此加工之前必须进行有效的干燥。在挤出、注塑过程中，会有乙醛（AA）的放出，其残留量使加工困难。我司采用的PET的特性粘度一般在0.760.90之间。二、原料热成型的基本理论 通常在自然界里我们把物质在常温下的聚集状态分为气态、液态、固态，高分子聚合物由于分子结构的连续性以及其巨大的分子量，所以它们的聚集状态不同与一般低分子化合物而在不同热力条件下以独特的三种形态存在，即玻璃态、高弹态和粘流态。 高分子聚合物的玻璃态实际上是固态的一种表现形式，特点是在一定的温度范围内呈现出固态物质普遍具有的性质，在某些力学特性上类似于普通的玻璃。高分子聚合物的粘流态是一种独特的液态。在某个高温范围内具有既可以流动又有别于普通低分子液体的力学特性。 高分子聚合物的高弹态是介于玻璃态和粘流态温度范围的独有形态。 因此，在我们瓶坯生产过程中可以这样描述：原料由原来的颗粒状经过温度、压力、剪切的作用下，从玻璃态经历了高弹态转变成粘流态压注到模腔里，并在模腔和坯筒内通过冷却再从粘流态经历了高弹态转变成玻璃态，得到我们所需的瓶坯。也就是说原料只能在粘流态下压注充模制成瓶坯。但需要注意的是：原料粘流态的温度有一定的极限，超过了这个极限即超过了分解温度。所以它的加工温度的范围只能是从粘流态到分解温度。原料一但超过了分解温度原料将产生分解，破坏原来的化学结构成为低分子化合物甚至炭化。我们有时在开机空注时会发出很响的爆鸣声，这说明料筒内部分原料不堪高温或长时间受热而发生了分解，造成瞬间膨胀所致。因此我们一直要求当设备暂停时将螺杆内原料排清，并降低螺杆温度及模具温度。三、原料的结晶及影响产生结晶的因素1、 结晶、非结晶的性质和意义 非晶态的PET聚合体通常在室温下呈透明状，其玻璃化温度在75oC左右（理想状态在67oC左右）而结晶态的PET是不透明或半透明，我们通常称之为“白雾”，其玻璃化温度约在85oC。结晶态的PET具有更密实的结构，范德华引力很强，因此要使分子链运动就需要更大的力、更多的能量。这样对下道吹塑加工工艺来说需更多能量，导致加工工艺困难。这就是结晶态的瓶坯为什么在同样的工艺条件下（相对于透明的瓶坯）容易破裂的原因。2、 晶态、非晶态的转换机理 熔融的聚合物其分子间呈自由无规则状态，形成晶体的最小晶核或晶胚因温度的因素呈最小状态，其聚合物经过急冷而使其温度聚然降到玻璃化温度以下，则冷却后的PET成为非晶态。因为在急冷过程中分子链段尚未及时排成晶形成列就丧失了运动的能力，即晶胚来不及相互吸引生成更大有序的晶相核。这里值得注意的是冷却的过程与速率或者说是温差对瓶坯质量有很重要的意义。3、 影响和产生结晶的因素a、 冷却速度的影响 温度是聚合物产生结晶过程中最敏感的因素，冷却速度取决于熔融体温度和冷却介质的温度之间的温差。当冷却速度很慢时在制品中容易形成大的球晶，大球晶结构使制品发脆、力学性能降低而冷却速度快，大分子链段重排的松弛过程将滞后于温度变化速度，以致聚合物的结晶温度降低减少结晶产生。b、 熔融温度和时间的影响 任何能结晶的聚合物在成型加工之前的聚集状态中都具有或多或少的结晶结构，当其被加热到一定温度时融化温度与该温度的停留时间会影响聚合物中可能残存的微小有序区域或晶核数量。晶核存在与否以及晶核的大小对聚合物加工过程中产生结晶的速度有很大关系。所以我们需要一个合适的加工温度来进行生产。c、 应力作用的影响原料在塑化、注射及热流道内流动过程中受到高应力时有加快结晶作用的倾向，这是应力作用下聚合物熔体取向产生了诱发核作用所致。这使晶核生成时间大大缩短，晶核数量增加，以致结晶速度增加。熔体的结晶速度随着剪切速率增加而增大，如果应力作用时间够长应力松弛会使取向结构减少或消失，熔体结晶速率也随之下降。四、PET原料的降解 通常聚合物分子量降低的作用称之为降解。聚合物加工常常是在高温和应力作用下进行的，因此聚合物大分子可能由于热、力、氧、水的作用而发生降解。当然加工过程中一般难于完全避免会出现降解的化学过程，其实质是：分子链断裂、分子结构改变、分子链交连等等。 对于加工来说热降解是主要的，因PET具有酯类的化学基因而且此基因非常容易被水解，从而产生水解降解。同时PET在成型加工过程中受到剪切力和拉伸应力的作用降解。一般来讲聚合物分子量越大越容易发生降解，施加的应力越大，降解速率越大生成断裂分子的链段越短。另外在PET加工过程中往往有空气存在，空气中的氧份在高温下能使聚合物生成键能较弱极不稳定的结构。降解的结果是机械强度下降、发脆、变色、表面出现密集小泡、IV下降，所以瓶坯焦料太多和注射室排气口排出的料含有大量气泡，也有的颜色变黄灰脆性大大增加，这就是降解最为明显的现象。如果所有这些注射成型瓶坯流入下道工序则引起吹塑事故，影响设备，影响质量。减少和避免聚合物降解的措施是：a）严格控制原材料技术指标。b）使用前对原料进行有效干燥。c）确定合理的加工工艺和加工条件。d）加工设备和模具应有良好的结构。e）做好设备的清洁保养工作，保持注射室排气孔通畅及工作环境的整洁。五、生产设备的组成及功能简介 我们生产瓶坯的设备主要有注塑机、干燥系统、抽料系统、冷冻系统、去湿系统、色母料机组成。1、 注塑机的所属类型 我们采用的注塑机是加拿大HUSKY公司生产的，是一种双阶平角螺杆塑化装置，采用全液压合模系统以低速油马达进行予塑并由注射单缸进行注射，并由微机进行闭环控制、实行程序化、工艺参数的选择和多级控制进行加工。主要有合模单元、注射单元、机械手、控制电器组成。HUSKY模具为六片组合注塑模，分为动模板和定模板组成。动模板由模芯、冷却水道、顶出板和压模板组成。而由模腔板、针形阀板和热流道组成定模板。2、 注塑机的辅助系统a、干燥机：干燥预热PET原料。b、 抽料机：为真空输送原理可设定间隔抽料，使供料有定量控制以使干燥效果达到最佳，并可节约能源。c、 冷冻机：提供一定压力、流量的冷却水。d、 去湿机：提供一个理想的工作场所，符合工艺条件，提高生产能力。e、 色母料机：为生产不同颜色的瓶坯需要。六、 PET原料的干燥1、干燥系统的原理首先从料筒中来的回风经滤网过滤后，有鼓风机送入分子筛经吸附后通过控制阀进入进风加热系统，高热的气体进入料筒，将PET加热并使水份蒸发带走微小粒子，再次回到回风入口；同时再生加热根据露点测定进行工作，由再生风机鼓风进行再生加热使左边分子筛升温并带走其中湿热水分，直至其出口风温及湿度达到干燥要求然后停止工作等待右边的分子筛超过露点要求，之后上、下控制阀自动换向进行左右分子筛筒的对换并重复以上工作循环，通过不停的转换使PET达到干燥。2、 干燥的作用预热干燥的PET对加工来讲，可以增加表面光洁度和透明度，提高抗弯强度，拉伸强度，避免内部的裂纹和气泡，并可提高塑化能力、缩短成型周期。如前面所述，PET原料的吸湿性和降解特性，熔融状态的PET对水分是极其敏感的，在加工过程中，PET具有与水分进行水解反应的性质，引起特性黏度降低和结构强度减弱等缺陷。在干燥加热过程中，PET可能出现“黏胶”状态，然而不能因此减少干燥时间，它可以通过使用不过份高的温度设定来消除因“黏胶”而产生料结块的缺陷。干燥时间一般要至少6小时以上才能达到正常加工要求，加热的温度设定在1700C1850C为较佳状态。原料的过热降解一般在生产现场以实际经验为准则，通常螺杆在空注时，注口的塑料（PET）应该是圆柱状的，表面光滑，白料应有很好的透明状，待堆积后流动较缓，如是绿料，拉成薄膜状后应该完全透明。3、 对干燥机的要求干燥机必须提供以下适当的条件：足够的能力加热空气至最高1850C。露点小于-250C。良好的空气循环以预热粒子并带走水汽。足够的能力允许大约6小时的干燥时间并使原含有水份的粒子得到良好的干燥。 七、注塑的过程及主要工艺参数1、 注塑过程分为塑化过程、注射过程、增密保压过程、冷却定型和取出。l 塑化过程塑化过程是依靠螺杆的旋转运动及兼有后退的直线运动，将PET原料转变成熔融体。螺杆旋转时其速度将起很重要作用，物料的热能来源主要靠机械能转换，当然料筒的温度也起相当大的作用。料筒的外部加热主要用来补偿热能耗散起到平衡热量的作用。l 注塑过程（充模阶段） 注射充模是将计量室中塑化好的熔体在注射缸推力的作用下，活塞头部产生注射压力使熔体经过喷嘴、模具流道最后经各注口充满各模腔。l 增密、保压过程 增密、保压过程严格来讲是属于充模的一部分，是连续的熔体致密运动。当充模达到一转换点时即进行保压过程，主要在流入口冻封之前熔体在注射压力作用下继续向模腔补充熔体，产生补缩的保压流动。l 冷却定型 保压结束后注口被封住、冻结起，到制品被取出时这一段时间为冷却阶段。应该指出塑料自进入模腔后即已开始冷却直到脱模为止。l 取出 取出过程由机械手完成并在坯筒内继续冷却直到可储藏的温度然后放下等待下一个周期。2、 主要工艺参数：通常这些工艺参数对控制质量和产量起到主要作用。l a、注塑量：每次注射程序终止后螺杆处于料筒的最前位置到螺杆在物料的反压力作用下后退，直到熔体碰到限位开关为止。此行程调节太小会造成注射量不足，反之会使注射后余料太多、熔体温度不均或过热分解。l b、余料量：螺杆注塑完之后不希望把活塞头部的熔料全部注射进去，还希望留一些形成一个余料量。这样一方面可防止活塞头部和喷嘴接触，另一方面可通过此余料量来控制注射量的重复精度，达到稳定制品质量的目的。l c、防延量：是指注射活塞注射结束后直线地倒退一段距离，使注射室中的余料内压下降，防止熔体从注射室向外流出，然后再进行予塑加料。l d、螺杆转速：是指引起塑化能力、塑化质量和成型周期等因素的主要参数。转速的提高，一般来说塑化能力会随之增加，但一般以质量为标准设定最小转速，约2060转。l e、预塑背压：背压对熔体温度的影响是较为明显的，背压加大螺杆后退速度减慢，延长了物料在螺杆中的热历过程，塑化质量得到改善，但过大的背压回增加计量槽的反流。减少塑化量，又会增加剪切热，或增加应力，使物料降解。l f、注塑压力、保压压力：注塑压力是注塑油缸施于活塞上的总推动力，其过小会使熔体不能充满模腔，反之则造成溢料或飞边、涨模等。保压压力是注塑压力的延续延长充模的时间。这是因为高速率使熔体有极高的温度。流体的粘度低，流道损失小，这样制品质量均小密实。但过高会因速度的冲击产生飞边等现象。速率是由注塑速度控制的。l g、烘料温度：干燥机所设定的烘料控制温度。l h、机器温度、模具温度、注口加热功率设定，能以符合制品的质量标准温度，可以认为是工艺合适温度。一般刚开机时，可适当提高温度，但时间不宜太长。l I、油温：一般由机器自动控制，但也应该加强观察，一般在450C+100C为宜。八、瓶坯机各主要操作屏幕介绍（见附页）九、工艺纪律 为了保证生产的有序进行，制定合理的工艺及严格按照工艺操作规程就显得尤为重要。1、 准确及时地填写工艺记录单 准确、详细、如实、及时地填写工艺记录单，将有助于生产过程中的分析，给制定合理的加工工艺提供有力的依据，同时也保证产品的可追溯性。2、 对整个生产系统的巡检 对整个生产流程中的设备进行巡视，发现异常问题应及时处理。在整个生产工艺流程中由于生产设备有许多辅助设备组成，而它们分布较散，只有依靠不停的巡检，才能及时发现事故的隐患，确保设备正常运行。3、 产品的标识由于生产的瓶坯的规格、颜色不同，做好产品的标识，有助于我们清楚地了解所生产的产品的状态，而且给供应部门的管理带来方便。产品的标识包括：合格证必须逐栏填写，填写时书写端正、清楚、规范，对不合格品一定要标明原料编号、生产日期、原因、生产班次等，给分拣工作创造一个良好的条件。附：产品合格证样张产 品 合 格 证ZE/QW40C15（A）产品名称：47克 绿坯 “H”设备名称： B5 批号：011025009数量： 6800 生产日期：2001年10月31日班次： 甲班 装箱：孙德明 检验员：检验员2上海紫江企业集团股份有限公司地址：上海申富路688号 电话：（021）54421100 8#产品合格证将分：白色；红色；黄色三种，具体使用标准、起用时间将另行通知。4、 做好设备日周保养规范有序的日常保养及例行周保养对设备的正常运行得到保障，同时对产品质量的控制也有很大的帮助。此外，还给正常生产带来一个舒畅、整洁的工作环境。设备周、日保养项目细则模具清洁设备清洁1：清洁模唇、模芯1：清洁机械手坯筒2：清洁模腔及模具表面2：机械手坦克链内有瓶坯3：检查模具表面有无损伤3：设备周围有无杂物、油污4：清理模芯底座排气槽、吹气孔4：设备电柜上有无杂物5：开合模杆清洁并加油5：注射座上有无杂物、料粒6：模唇滑槽清洁并加油6：清理进料口内磁铁7：清洁顶针感应器上面的电眼7：下料口原料粉尘清理8：清洁加油以后多余的外滴剩油8：设备外观清洁5、 做好自检工作由于生产环境、各种参数的波动和设备性能的波动，产品质量也会随之波动。只有认真做好产品的自检工作，才能及时掌握产品质量状态，发现缺陷及时修正工艺参数，从而减少浪费。6、工序卡制度 在修正工艺参数时，因注意一定要在该设备工序卡所规定的工艺修改范围之内修改，并如实记录所修改的工艺参数。若在工序卡规定的工艺参数范围内不能将缺陷解决的，应该及时预警、反映。九、常见的缺陷及解决方法 分 区域： 1 2 3 4 5 6 序号缺陷现象产生区域产生原因解决办法1瓶坯壁内有气泡4/51、 背压不够2、 排气孔阻塞1、 增加注塑压力2、 清洁模具排气孔2瓶坯壁内气泡破裂（分叉状、耳状、鱼骨状）4/5/61、 减压过快2、 注塑行程过长3、 模具加热温度过高1、 增加减压周期2、 减少减压行程3、 降低模具加热温度3瓶颈与瓶体之间有收缩空洞3/41、 第二级注塑速度过快2、 注塑行程过短1、调节第二级注塑的速度或行程（增加或减少）4分隔线收缩空洞分隔线1、一次注塑量不足1、增加注塑量5瓶颈以下的颈环有收缩空洞1/21、 模腔不能充满2、 第二级注塑速度过快1、 增加注塑量2、 降低第二级注塑速度3、 增加注塑行程6全部瓶坯瓶颈一侧不光洁11、 一次注塑量过大2、第二级注塑压力过大1、 减少注塑量2、 减少第二级注塑压力3、 检查原料干燥情况7瓶坯太烫（坯体之间黏结，变形）1、模具冷却不够1、 增加生产周期的时间2、 检查冷却循环系统（阀的开启、闭合，水温，冷冻机）3、 增加冷却时间1、 瓶坯注口撕皮 瓶坯注口撕皮产生的原因有：阀针太热；浇口处太热；针阀的磨损；材料过冷。解决的方法：适当增加pull back；减低模具冷却；提高喷嘴的温度。2、 坯身有丝状条纹 坯身有丝状条纹通常是过热引起的，熔体中含有一定气体所致。适当降低注口加热圈的功率。如果出现数量较多的话，则应降低热流道、机器的温度，并视情况将螺杆转速、挤出机温度进行调整。另外，pull back的位置不宜太大。3、 桔皮 桔皮的产生既有冷却的原因，还有其他因素。因此，适当地增加冷却时间会起到一定的作用。另外，可以增加保压压力及时间，降低机器和模具温度，pull back的位置不宜太大。4、 白雾产生白雾的原因有：针阀太冷；原料干燥不充分；模具温度不够；注射速度太快等。解决的方法可以适当提高注口加热比例；提高干燥设定温度；适当提高模具的温度；适当调整冷却时间；降低注射速度；提高螺杆转速和背压。十：瓶坯机常见故障及解决方法 在生产中，设备因受部件老化、损坏，或受外部异常因素干扰、辅助系统状态不佳、工艺参数设定不合理等影响。可能会发生报警现象，引起生产中断。这时，挡车工应快速、准确地予以判断、排除。使生产恢复。并检查引起报警的原因。有必要的话，因及时报修、预警、汇报。一般常见故障有如下几种：l 油温或下料温度显示不正常。产生原因：热电偶坏，或有关插头接触不良。解决方法：更换热电 偶。检查温度卡的接头。检查RTD补偿插头。l 机械手伺服驱动故障。产生原因：信号线破损。机械手放大器卡坏。解决方法：检修信号线或更换放大器卡。l 注塑座分配器关闭过慢。产生原因：注塑闸板的连接销套磨损。闸板油缸有问题。接近开关坏或接触不良。解决方法：更换连接销套。检查油缸。检查接近开关。l 顶出板动作缓慢。产生原因：42PP阀套开裂，或者无信号输入，或阀芯调整不当。40PQ有问题。解决方法：更换42PP阀并调整阀芯。检查DIB多功能卡。检查42PP阀的线圈或插头。更换40PQ阀的线圈。l 喷嘴口逃料。产生原因：注塑座水平不准，同时度不准。注塑座向前的压力不够。解决方法：重新调整水平及同心度。注塑座向前的手动调节的流量阀内的密封圈损坏，造成压力油渗漏，更换密封圈。l 油泵不能启动 查看故障屏幕，安全门是否关闭或机械手输送带下的限位开关是否处于正常位置。蓄能器傍边的压力开关是否复位。如无故障显示，则检查功能开关十是否处于手动位置，或转动此开关复位。l 瓶坯不吸。 检查机械手位置是否到位。检查是否是所有工位都不吸，若是，真空泵可能有问题。若某一工位不吸，有可能是真空气管破损或真空阀卡死。l 不注塑（缩模增压后）。 查看是否在正常状态还是空运转状态。如在生产过程中出现，为“shut off ”没有打开l 某段加热异常。 异常高：固态继电器坏，更换。加热电线某段破损，与外壳接触，造成220V常加热。异常低：1、热电偶头子脱落，重新安装。2、加热圈损坏，更换。3、固态继电器坏、更换。l SB1、SB2温度突然升高 1、NA段的加热圈是否损坏。 2、NA段的热电偶是否安装到位。3